家畜育种论文

转基因技术在家畜育种中应用的进展摘要：转基因技术在动物育种上的应用，主要体现在转基因技术在动物品种改良中的应用，转基因技术的出现为家畜的育种带来了新的契机。

本文阐述了转基因技术在动物的繁育速度、品质改善、抗病能力等方面上的应用，对转基因技术在动物品种改良中所遇到的问题进行说明，并展示了转基因技术在动物品种改良中的应用前景。

关键词：转基因；家畜；育种；现状；前景
在长期的畜牧生产中人们已经认识到品种的重要性。

一般认为家畜的育种工作18世纪就已开始了，传统的育种技术经历了表型选种、表型值选种、基因型值或育种值选种几个阶段。

2O世纪8O年代中后期随着现代生物技术的出现和各种分子生物技术的应用，动物育种已开始从群体水平进入分子水平，即动物育种已发展到目前以DNA分子生物技术为基础的标记辅助选种，转基因技术和基因诊断试剂盒等的分子育种[1]。

转基因技术是将外源基因通过载体导人受体生物体内，让其获得新特性的一门复杂技术。

转基因技术在定向改造生物体中有着无法可比的优越性。

随着生物技术的发展，转基因技术相继在微生物、植物、动物中取得了成功，人们也对此技术产生了浓厚的兴趣[2]。

在动物遗传育种中，传统的动物品种改良方法是通过纯系繁育和配套杂交，该方法带来了明显的经济效益。

但是随着研究的深入，很多复杂的问题将得到解决。

转基因技术在动物品种改良的过程中，有着确定的目标、周密的设计、精确的操作，是目前最先进的技术[3]。

本文就转基因技术在动物的繁育速度、品质改善、抗病能力等方面上的应用作一些阐述，对转基因技术在动物品种改良中所遇到的问题也作一些说明，并且展示转基因技术在动物品种改良中应用前景[4]。

一、转基因动物研究现状
转基因克隆动物的发展经历了从转基因动物、胚胎／体细胞克隆动物再到转基因克隆动物3个发展阶段[5]。

对种属特异性疾病，可以从抗该病的动物中克隆出目的基因，导人易感动物品种的基因组。

1992年，Berm G[6]将小鼠抗流感基因转入了猪体内，使转基因猪增强了对流感病毒的抵抗能力。

Clement等将Visna病毒的衣壳蛋
白基因(Eve)转入绵羊，获得了抗病能力明显提高的转基因羊。

Uenishi H等[7]研究的哺乳动物和家畜TLR(Toll-like receptors)，推测了TLR 与SNPs(single nucleotide polymor—phisms)关系进一步推动了抗病育种的发展与应用。

因此与提高家畜生产性能和改善畜产品质量一样，利用转基因克隆动物技术提高动物的抗病性具有十分乐观的应用前景。

Carbert E A等[8]将小鼠MX基因的有义链和反义链插入禽反转录病毒载体中，并以之转染鸡胚胎纤维细胞(CEF)，结果表明，插入有义链反转录病毒载体转染的CEF对人流感病毒、禽流感病毒具有抵抗作用。

二、转基因动物的应用
转基因动物在研究人类疾病模型、异种器官移植、提高生产能力、改善畜产品质量和生产生物医药产品都显示出了广阔的应用前景。

（一）提高动物的繁育速度
在实际生产中，我们希望培养出生长快、体型大、饲料转化率高的动物品种，在育种过程中，我们选择出具有以上性能的动物品种，进行扩繁培养，希望动物后代具有以上优良特性，这在实际生产中也取得良好的效果。

但是，由于优良品种特性遗传的不稳定性，给育种工作者带来了很大的难题。

在转基因技术中，我们可将控制这些性状的基因分离出来，然后将这些基因导人生物体内．让这些生物体也显示出类似的性状。

转基因动物是将外源基因导人动物的生殖细胞和早期胚胎细胞，并整合到受体细胞的基因组中，外源基因随细胞的分裂而增殖，在体内表达，然后由这些组织和细胞发育成新的动物个体。

Palmiter等[9]将大鼠金属巯蛋白基因启动子和生长激素基因转入小鼠后，获得了比对照小鼠生长大大加快的转基因后代——硕鼠。

这一结果预示了转基因技术在动物育种中可以取得预期的效果。

目前的经济动物如猪、兔、鸡等，由于其本身所固有的遗传特性，并非研究得象小鼠大鼠那样透彻，而且在这些经济动物所做的科学实验次数也远远不够。

1985年，科学家第一次将人的生长激素基因导入猪的受精卵获得成功，转基因猪与同窝非转基因猪比较，生长速度和饲料利用效率显著提高，胴体脂肪率也明显降低。

1990年，陈永福等[10]用显微注射法获得阳性转基因猪，成功表达了外源生长激素，转基因猪的生长速度明显高于对照动物，背膘厚度显著降低，不足1dm。

但是随之也带来了一些问题，转基因猪部分后代出现跛足、胃溃疡、不育等病症。

我国在“七五”、“八五”期间，获生长激素转基因猪的第2、3和4代共215头．并初步建立生产转基因猪的技术体系，
转基因猪核心群的生长水平比非转基因猪提高20％，生产效率提高5％。

说明通过技术的改进。

仍然可以取得令人欣慰的结果。

在转基因兔方面，因为兔体型比较小，繁殖周期短，所以人们在兔上做的科学实验比较多，取得了较多的结果。

在提高其生长速度和体型方面，Hammer等[11]率先报道了将含有mMT启动因子和人GH基因的融合基因导人家兔受精卵试验，但其转基因子代并没有表现明显的促生长效应。

而部分试验表明．外源GH基因可促进转基因兔生长，如转0G日基因兔体重比对照兔高出1.7倍[12]。

在转基因鸡方面，因为禽类有其独特的生殖解剖结构和生殖生理，所以转基因研究方面滞后于哺乳动物。

为了提高鸡的生长速度和饲料转化效率，我们必须要找到适合在鸡身上表达的基因，并且建立高效的表达系统。

目前尚无该方面的研究。

(二)改善动物品质
在动物生产中，一方面应提高动物的产量，另一方面应提高动物肉类的品质。

由于生产条件的现代化。

动物产量取得很大的提升。

然而在提高动物肉类的品质方面，却做得很不够。

在动物遗传育种的过程中，有些人通过限制性饲养的方式或在饲料中加入添加剂的方式，在提高动物肉类的品质方面取得显著的效果。

但是也存在着一些不可忽视的问题，如生产成本上升或添加剂对人们身体健康可能存在着一些未知的危害等。

在转基因技术方面，由于控制动物肉类的品质的基因特不太明确，将这些基因分离出来和重新整合十分困难。

在改善动物品质的过程中，人们把较多的目光在放在奶牛身上。

人们倾向于改善牛奶的品质或在牛奶中生产一些有价值的东西。

牛奶中含有大量的乳糖，多数人不能完全将其消化，或对乳糖过敏，严重时会导致腹泻、恶心或脱水等。

利用转基因技术将肠乳糖基因导入奶牛基因组中，获得了能生产低乳糖或无乳糖汁的转基因牛。

牛奶中乳酪的产量与牛奶中k一酪蛋白的含量直接相关，转人一个超量表达的k 一酪蛋白基因应该能够增加k一酪蛋白的产量。

转基因奶牛的乳腺可以源源不断地提供目的基因的产物(药物蛋白质)，不但产量高，而且表达产物经过充分修饰和加工，具有稳定的生物活性[13]。

作为生物反应器的转基因奶牛又可无限繁殖。

故具有成本低、周期短和效益好的优点。

利用转基因技术将一些有重要价值的基因导入奶牛基因组，通过奶牛的乳腺来表达，从而生产高价值的牛奶，是目前人们追求的主流方向。

在转基因羊方面，Powell等[14]将毛角蛋白II型中间细丝基因导入绵羊基因组中，
转基因绵羊长出的羊毛光泽亮丽，羊毛中的羊毛脂的含量明显提高。

转基因技术在改善动物品质方面，针对的对象和对象的某一方面有很大的不同。

(三)提高动物的抗病能力
动物生产能力的提升的同时，各种疾病也随即袭来，令人防不胜防。

许多畜禽易被病毒、寄生虫、病原菌等感染死亡，给经济造成严重的损失。

同时，由于病毒的变异很快，加之人类对其危害性认识不足，所以人自身也避免不了受到同样威胁。

在生产中，做好动物的防病工作和提高动物自身的抗病能力，都是十分重要的。

在动物遗传育种中，认识各种疾病在畜禽中遗传规律也是必不可少的，因为在抗病选育过程中，有可能引入一些有害的基因或使一些有益的基因被淘汰掉。

我们要认识到传统的育种工作仍然是带着一定的盲目性。

利用转基因技术将一些抗病基因导入畜禽的动物基因组中，可以让其获得特异性抗病毒或抗病能力。

例如将禽白血病毒包衣糖蛋白基因组导人肉鸡的基因组中，转基因鸡能大量表达游离包衣糖蛋白。

当禽白血病毒侵染宿主时，过量的包衣蛋白与宿主细胞表面受体特异性结合，从而阻断病毒的感染途径，使鸡获得抗感染能力[14]。

奶牛乳房炎是严重危害奶牛养殖业的一种传染性疾病，严重影响奶牛产奶量、乳脂率以及牛奶的品质，金黄色葡萄球菌是引起乳房炎的主要病原体之一。

目前不管是疫苗还是抗体都不能有效地抑制或者抵抗这种葡萄状球菌。

Donovan等[15]将编码溶葡球菌酶的基因转入奶牛基因组中获得转基因牛，证明在其乳腺中表达的溶葡球菌酶可以有效预防由葡萄球菌引起的乳房炎，转基因牛葡萄球菌感染率仅为14％，而非转基因牛对照感染率达71％。

Clements等[16]将Visna病毒的衣壳蛋白基因转入绵羊，获得了抗病能力明显提高的转基因羊。

三、转基因技术在动物品种改良中存在的问题与建议
转基因技术在动物品种改良取得很大的成绩的同时，也不可避免遇到一些难以预料的问题。

由于对高等动物体内基因表达调控的机制了解不够，对转基因动物的安全性问题也难以把握。

高等动物的基因组比较庞大，外源基因整合到动物的染色体组上的机制也不清楚，所以外源基因在动物体内的表达效率和遗传的稳定性在不同的动物个体之间存在很大的差异。

转基因技术在动物品种改良中所采用的方法，目前其具体措施也不够完善，转基因动物的效率比较低。

转基因动物的效率问题。

从已积累的资料看[17]，常用于微注射的转基因长度为几至250kb，它在小鼠转基因
的效率(阳性子代动物／注射受精卵总数)为1％～10％。

但是，许多实验室远不能达到此效率，而且阳性率结果重复性差，甚至无法重复，有的实验室长期得不到转基因动物。

目前转基因动物育种存在的主要问题是成本高、效率低；被转基因表达不理想以及转基因动物及其产品还存在一定的潜在风险等，针对这些问题，建议转基因动物育种今后应着重加强以下几方面的工作[18]。

（一）进一步加强基础性问题的研究
如在提高基因转移效率和定点整合的方法学方面应予以优先研究；对一些已用于转移的基因，对其发育和组织特异性表达的基因开关和表达物水平控制的机制，应给予充分重视。

（二）加强学科问、部门间的合作
转基因动物涉及生物学、医学、畜牧学、兽医学的理论和技术问题，需要多门类、多学科的研究人员通力合作。

另外，此研究也是一个具有高风险、高投人的研究领域，需要政府、企业和研究机构共同参与完成。

（三）加强转基园动物的安全性评估
随着功能性基因组研究的开发以及新基因的不断发现和利用，需要积累相应的大量科学数据来为新基因对环境和人体健康的影响做出正确评价。

因此，有必要建立转基因安全性评估中心和相关技术体系，为转基因动物安全性提供科学依据。

尽管存在一些问题，但已有的转基因技术成果已给动物育种和生产带来了重大变革，转基因技术的应用已从实验室走向社会．一场动物育种与生产的革命必将随着分子生物的的发展，尤其是转基因技术的成熟而逐步实现。

四、转基因动物在品种改良中的应用前景
转基因技术在动物品种改良中已经取得了明显的经济效益。

由于其有着明确的目的，加上实验手段的不断改进，转基因技术在动物品种改良中的应用将会变得十分普遍[19]。

从目前的发展趋势看，转基因动物的研究和应用将是本世纪生物工程技术领域最活跃、最有实际应用价值的方向之一，它将给人类医药卫生、生物材料和家畜品种改良等领域带来革命性的变化，从而极大地提高人类健康水平和生活质量[20]。

同时，转基因技术在动物品种改良中将会加深外源基因在高等动物的表达与调控的认识．从而促进和带动一系列基础研究的展开。

转基因技术在动物品种改良中
的应用是一项系统工程，是一门综合性技术。

随着转基因技术在动物品种改良中应用的深入研究和相关产业的兴起，转基因技术在动物品种改良中的应用前景非常乐观。

参考文献：
[1] 杨秀芹,刘娣．转基因技术与动物育种.动物技术．动物科学与动物医学,2002，19（7）：4
—5．
[2] 王睿琪陈斌．转基因技术在猪的分子育种中的应用[J] ．育种繁殖，2010（251）：13-15．
[3] 楼士林，杨盛昌．基因工程[M]．北京：科学出版社，2002，7．
[4] 余露露，刘帅，章嘎等．动物转基因技术的发展及应用[J]．安徽农业科学，2009，37(5)：
1932—1933，1938．
[5] 骆继怀，独军政等．转基因克隆动物的发展及其应用[J] ．动物医学进展，2010,31（7）：
103-106．
[6] Berm G．Production of transgenic and possible application to pig breeding[J]．Soc Anim Prod，
1992，12：15—31．
[7] Uenishi H，Shinkai H．Porcine Toll-like receptors：the front line of pathogen monitoring and
possible implications for disease resistance[J]．Dev Comp Immunol，2009，33(3)：353—361．[8] Carber E A．Avian cells expressing the murine protein are resistant to influenza
infection[J]．Virology，l991(18)：754—762．
[9] PALMITER R D，BRINSTER R L，HAMMER R E，et al.Dramatic growth of mieethat develop
fromeggs microinjectedwith metallothioneingrowth home fusion genes[J]．Nature，1982，300：611-615．
[10] 王洪才，马巍，王军，等．转基因技术研究进展及在动物生产中的应用[J]．中国奶牛，2008(5)：
29-32．
[11] Hammer R E．Production of transgenic rabbits，sheep and pigs by mieroinjeetion[J]．Nature，
1985，315：680—683．
[12] 孙燕．转基因兔的研究进展[J]．动物医学进展，2000(21)：40--43．
[13] 许杰，赵旭．施明镇．转基因牛的研究进展[J]．2006(11)：21—54．
[14] 崔文涛，靳二辉，李奎，等．转基因羊研究进展[J]．2007，15(3)：519-525．
[15] Donovan D M ，Kerr D E，Wall R J．Engineering disease resistant cattle．[J]．Transgenic Res，
2005，14(5)：563-567．
[16] Clements J E，Wall R J，Naragan o,et a1．Development of transgenic sheep that express the visna
virus envelope gene[M]．Virology，1994．
[17] 楼士林，杨盛昌．基因工程[M]．北京：科学出版社，2002，7．
[18] 余露露，刘帅，章嘎，等．动物转基因技术的发展及应用[J]．安徽农业科学，2009，37(5)：
1932—1933，1938．
[19] 李昌庆，苏瑛．转基因技术在动物育种中的研究进展[J].广东农业科学,2010(4):186．
[20] 曹纳,刘忠华．家畜转基因让六畜更兴旺.科技英才[J]．科技中国，2008（11）：76-77．。